第四次实验报告-测量掺铒光纤放大器放大特性

6.2 掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器（EDFA）基本原理：铒离子吸收泵浦光的能量，实现粒子数反转分布，受激辐射产生与入射光子完全一样的光子。

EDFA的特点工作波长与光纤最小损耗波长窗口一致；对掺铒光纤进行激励所需要的泵浦光功率较低； 增益高、噪声低、输出功率高。

连接损耗低。

长度为10m~100m左右的掺铒光纤，铒离子的掺杂浓度一般为25mg/kg左右半导体激光器，输出功率为10~100mW，工作波长为0.98μm或1.48μm。

将信号光和泵浦光耦合在一起。

保证信号单向传输滤除噪声，提高信噪比EDFA 结构及工作原理铒离子能级分布泵浦能带快速非辐射衰变亚稳态能带5EDFA泵浦方式EDFA的内部按泵浦方式分，有三种基本的结构：即同向泵浦、反向泵浦和双向泵浦。

同向泵浦信号光与泵浦光以同一方向从掺铒光纤的输入端注入的结构，也称为前向泵浦。

反向泵浦信号光与泵浦光从两个不同方向注入进掺铒光纤的结构，也称后向泵浦。

双向泵浦同向泵浦和反向泵浦同时泵浦的结构。

不同泵浦方式性能差异（1）（2）（3）8EDFA性能参数1.功率增益2.输出功率特性3.噪声特性功率增益功率增益:输出功率与输入功率之比。

12输出功率噪声EDFA的主要噪声种类：①信号光的散粒噪声；②被放大的自发辐射光的散粒噪声；③自发辐射光谱与信号光之间的差拍噪声；④自发辐射光谱间的差拍噪声。

13EDFA的应用EDFA的基本应用：（1）延长中继距离；（2）与波分复用技术结合。

（3）与光孤子技术结合。

（4）与CATV等技术结合。

14。

得分：_______ 光纤通信技术实验(2) 掺铒光纤激光器的设计实验报告一、实验目的1、完成环形腔掺铒光纤激光器谐振腔的设计，通过选择环形腔中耦合器的不同耦合比，优化设计激光器的阈值特性和输出效率。

2、通过使用不同滤波特性的滤波器，完成环形腔掺铒光纤激光器输出纵模特性的设计和选择。

3、完成光纤激光器的构建，并进行相关性能参数的测试。

二、实验原理与背景知识1.掺铒光纤(EDF)与掺铒光纤放大器(EDFA)当泵浦光通过掺杂光纤中的稀土离子（Er3+、Nd3+、Tm3+、Yb3+等）时，稀土离子吸收泵浦光，使稀土原子的电子激励到较高激发态能级，从而实现通常所说的粒子数反转。

反转后的高能态粒子在外界光场的诱使下，以光辐射的形式从高能级转移到基态，完成受激光辐射。

掺铒光纤放大器主要由波分复用器、大功率泵浦激光器、光隔离器和掺铒光纤构成。

根据泵浦光和信号光传播方向的相对关系, 掺铒光纤放大器的结构可分为正向泵浦、反向泵浦和双向泵浦三种形式。

EDFA 是利用掺铒光纤中掺杂的稀土离子在泵浦光(波长980nm 或1480nm ) 的作用下, 形成粒子数反转, 产生受激辐射, 辐射光随入射光的变化而变化, 进而对入射光信号提供光增益。

其放大范围为1530～1565 nm , 增益谱比较平坦的部分是1540～1560nm , 几乎可以覆盖整个1550nm工作窗口。

2.掺铒光纤激光器(EDFL)掺铒光纤激光器是在掺铒光纤放大器技术基础上发展起来的。

目前掺稀土元素光纤激光器的研究受到了世界各国的普遍重视，成为国际激光器技术研究领域一个十分活跃的前沿研究方向。

和传统的固体、气体激光器一样，掺稀土光纤激光器基本也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。

泵浦源一般采用高功率半导体激光器( LD) , 增益介质为掺稀土光纤，谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔，也可以用耦合器构成各种环形谐振腔。

泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤，增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发辐射。

掺铒光纤放大器原理
掺铒光纤放大器是一种利用掺铒光纤的放大效应来实现信号放大的器件。

其原理基于掺杂了铒元素的光纤，在外加激励光的作用下，铒离
子会被激发到高能级态，当它们回到基态时会发射出一定波长的光子，这些发射出来的光子与输入信号同频率，相位和方向一致，从而实现
了信号放大。

具体来说，当输入信号经过掺铒光纤时，其能量会被传递到铒离子上，并将其激发到高能级态。

在这个过程中，输入信号会被耗散掉一部分
能量。

然后，在高能级态上的铒离子会通过自发辐射或受外界光源激
励而返回到基态，并释放出与输入信号同频率、相位和方向一致的光子。

这些发射出来的光子将与输入信号叠加在一起，并在输出端产生
一个强化后的信号。

为了实现更好的放大效果，通常使用多段掺铒光纤来构成一个放大器。

每个段都有自己的泵浦激光器和光纤，以确保铒离子始终处于高能级态。

此外，掺铒光纤放大器还可以通过调节泵浦激光器的功率和波长
来控制放大器的增益和带宽。

总之，掺铒光纤放大器利用了掺杂了铒元素的光纤在外界激励下释放
出同频率、相位和方向一致的光子，从而实现了输入信号的放大。

它
具有高增益、低噪声、宽带宽等优点，在通信、传感、医疗等领域得到广泛应用。

光电技术实验-掺铒光纤放⼤器掺铒光纤放⼤器(EDFA)特性参数测量⼀、实验⽬的1.了解掺铒光纤放⼤器的⼯作原理及相关特性；2.掌握掺铒光纤放⼤器性能参数的测量⽅法；⼆、实验原理掺铒光纤放⼤器(Er Droped Fiber Amplifier,EDFA)的出现是光纤通信发展史上⼀个重要⾥程碑。

1986年英国南安普敦⼤学制作出了最初的掺铒光纤放⼤器。

在此之前，由于不能直接放⼤光信号，所有的光纤通信系统都只能采⽤光-电-光中继⽅式。

光纤放⼤器可直接放⼤光信号，这就可使光-电-光中继变为全光中继。

这是⼀次极为重要的飞跃，把光通信推向了⼀个新的阶段，其意义可与当年⽤晶体管代替电⼦管相提并论。

当作为掺铒光纤放⼤器泵浦源的0.98um和1.48um的⼤功率半导体激光器研制成功后，掺铒光纤放⼤器趋于成熟，进⼊了实⽤化阶段。

掺铒光纤放⼤器的意义不仅在于可进⾏全光中继，它还在多⽅⾯推动了光纤通信的发展，引起了光纤通信的⾰命性变⾰。

其中最突出的是在波分复⽤(WDM)光纤通信系统中的应⽤。

波分复⽤是在⼀根光纤上传输多个光信道，从⽽充分利⽤光纤带宽，有效扩展通信容量的光纤通信⽅式。

由于掺铒光纤放⼤器具有约40nm的极宽带宽，可覆盖整个波分复⽤信号的频带，因⽽⽤⼀只掺铒光纤放⼤器就可取代与信道数相应的光⼀电⼀光中继器，实现全光中继。

这极⼤地降低了设备成本，提⾼了传输质量。

这⼀优越性推动了波分复⽤技术的发展。

现在EDFA+WDM已成为⾼速光纤通信⽹发展的主流，代表新⼀代的光纤通信技术。

（1）EDFA的⼯作原理铒(Er)是⼀种稀⼟元素(属于镧系元素)，原⼦序数是68，原⼦量为167．3。

EDFA利⽤了镧系元素的4f能级，图1是Er+3的能级图。

在掺铒光纤中．由于⽯英基质的作⽤，4f的每⼀个能级分裂成⼀个能带。

图中4I15/2能带称为基态；4I能带称为亚稳态，在亚稳态上粒⼦的平均寿命时间达到10ms。

4I11/2能带为13/2泵浦态，粒⼦在泵浦态上的平均寿命为1us。

掺铒光纤放大器的工作原理掺铒光纤放大器是一种将输入信号进行放大的设备，它用掺有少量的铒离子的光纤作为放大介质，在光纤中的铒离子受到激光光子的激发后，会产生放大的荧光信号，在光纤中传播并放大输入信号。

掺铒光纤放大器具有增益大、噪声小、稳定性好等特点，是光通信和光传感领域中广泛使用的重要设备。

掺铒光纤放大器的工作原理主要涉及到掺铒光纤中的铒离子、基于激光器的光源和光纤耦合器等方面。

下面将从这些方面详细介绍掺铒光纤放大器的工作原理。

一、掺铒光纤中的铒离子掺铒光纤的制备过程中，在非常纯净的二氧化硅（SiO2）玻璃内加入了少量的铒离子（Er3+），通常铒离子的摩尔分数在0.1%至1.0%之间。

这些铒离子会在光纤中形成能级结构，以便通过激光器来激发它们。

当铒离子受到一个在适当波长范围内的激励光子时（通常在980至1480纳米之间），它们会吸收这些光子并将它们的原子能级提升到一个更高的激发态能级。

接着，铒离子会从高激发态能级中产生自发辐射荧光，并向下跃迁到一个较低的能级。

这种过程中所产生的荧光光子的波长通常在1500纳米左右，这种波长范围也称为雪崩区域。

二、基于激光器的光源掺铒光纤放大器需要用到激光器作为输入信号的光源，激光器通常是基于半导体技术的光源。

通常情况下，用于掺铒光纤放大器的激光器被称为泵浦光源，这是因为它们的主要作用是激励光纤中的铒离子产生放大荧光信号。

泵浦光源通常采用激光二极管（LD）或光纤激光器（FP）、DFB（调制反馈）激光器等器件，可选择的泵浦光源范围很广，包括735、980、1480等纳米波段。

三、光纤耦合器光纤耦合器是将光源的输出光束耦合到放大器光纤中的设备，它可以使光源的输出尽可能有效地耦合到光纤中，并且降低光纤的损耗。

在掺铒光纤放大器中，光纤耦合器将泵浦光源的输出光束耦合到掺铒光纤中，并激发铒离子进行光放大。

光纤耦合器一般有径向耦合器、光栅耦合器、双光纤耦合器和光纤连接器等类型。

径向耦合器将输入和输出光纤正对光学轴，通过一定的设备使局部光场光强变化，从而实现光束的耦合；光栅耦合器利用光栅的衍射效应，使光束在光栅衍射角处尽可能高的衍射效应，使输出光束尽量向光纤的中心传输，从而实现光束的耦合；双光纤耦合器则是利用两个光纤直接接触的方式来实现耦合。

EDFA性能的测量实验报告一、实验目的通过实验加深对掺饵光纤放大器（EDFA）的基本结构和功能的了解，通过测量EDFA 的增益、输出饱和功率、噪声系数等参数，了解掺铒光纤放大器的技术参数及测量方法。

使用实验室提供的仪器记录实验数据，应用相关知识分析处理数据并得出合理的实验结果。

二、实验要求本次实验要求使用实验室提供的设备：光谱分析仪、2m长光纤等，按照实验规范进行实验，记录相关数据，通过分析数据得出所测EDFA的性能参数。

实验完毕后整理实验平台，关闭仪器，将设备恢复到实验开始前的状态。

三、实验原理1、掺铒光纤放大器的工作原理EDFA的结构如下图所示：图3-1 EDFA结构示意图EDFA主要由掺铒光纤、泵浦光源、波分复用器、隔离器等组成，当泵浦光入射到掺铒光纤时，掺铒光纤中的Er3+吸收泵浦光的能量，由基态4I15/2跃迁至处于高能级的泵浦态，对于不同的泵浦波长电子跃迁到不同的能级，当用980nm波长的光泵浦时，如图3-2所示，Er＋3从基态跃迁至泵浦态4I11/2。

由于泵浦态上的载流子的寿命只有1μs，因此载流子会迅速以非辐射方式由泵浦态跃迁至亚稳态，在亚稳态上载流子有较长的寿命，在源源不断的泵浦下，亚稳态上的粒子不断累积，从而实现粒子数反转分布。

当有1550nm的信号光通过已被激活的铒光纤时，在信号光的感应下，亚稳态上的粒子以收集受激辐射的方式跃迁到基态，同时释放出一个与感应光子全同的光子，从而实现了信号光在掺铒光纤的传播过程中不断放大。

在放大过程中，亚稳态上的粒子也会以自发辐射的方式跃迁到基态，自发辐射产生的光子也会被放大，这种放大的自发辐射（ASE）会消耗泵浦光并引入噪声，即自发辐射噪声。

2、EDFA 基本性能指标EDFA 中，当接入泵浦光功率后输入信号光将得到放大，同时产生部分ASE 自发辐射光，两种光都消耗上能级的铒粒子。

当泵浦光功率足够大，而信号光与ASE 很弱时，上下能级的粒子数反转程度很高，并可认为沿EDFA 长度方向上的上能级粒子数保持不变，放大器的增益将达到很高的值，而且随输入信号光功率的增加，增益仍维持恒定不变，这种增益称为小信号增益。

光电子技术实验报告《光电子技术实验》实验报告光纤放大器增益与噪声特性王浩然无1120110112021实验目的掌握掺铒光纤放大器的基本工作原理及基本结构；掌握掺铒光纤放大器的基本工作特性及基本测试方法；掌握光纤激光器的结构和特性；增强对光学增益介质中自发辐射、受激辐射和激光震荡过程的理解。

2实验原理2.1掺铒光纤放大器的工作原理铒离子在硅石英基质中分裂成若干能级，其部分能级如下图所示：图1:铒离子的部分能级图其中I13/2能级是亚稳态能级，它与基态I15/2构成受激辐射的上下能级。

易知选取980nm 或1480nm的光作为泵浦光源，可以实现在这两个能级之间的粒子树反转，具备对光信号放大的条件。

根据泵浦光与放大光信号的传播方向可以分为正向泵浦、反向泵浦和双向泵浦。

其中正向泵浦的光路如下。

从泵浦激光二极管发出的泵浦光和信号光通过光波分复用器耦合到掺铒光纤中。

图2:正向泵浦当没有外来信号的情况下，掺铒光纤内部也会有随机的自发辐射，这些自发辐射光沿掺铒光纤向正反两个方向传播时，也会被放大。

这种自发辐射的放大是掺铒光纤放大器的主要噪声来源。

2.2掺铒光纤放大器的基本性能指标掺铒光纤放大器的性能指标一般用增益和噪声系数来衡量。

其中增益定义为经过放大的输出信号光功率与输入信号光功率的比值，通常用对数表示。

G (dB )=10log 10(?P s outP s in)?噪声系数定义为放大器输出信噪比与输入信噪比之比。

以对数表示时，有NF (dB )=10log 10[?(S/N )in(S/N )out]?对于掺铒光纤放大器来说，其噪声主要是自发辐射与信号之间的拍频噪声。

放大器噪声系数与自发辐射功率之间的关系为NF (dB )=10log 10[?P ASE ?νGB 0]?其中B 0是测量自发辐射功率时的滤波器带宽。

3实验步骤实验步骤如下：1.测量DFB 激光器P-I 曲线，确定激光器的工作电流，使之稳定在线性工作区。

一、实验目的1. 了解掺铒光纤的基本特性和工作原理。

2. 掌握掺铒光纤放大器的基本原理和实验方法。

3. 研究掺铒光纤放大器的增益特性、噪声特性以及稳定性。

二、实验原理掺铒光纤放大器（EDFA）是一种利用掺铒光纤作为放大介质的宽带光放大器。

其工作原理是：当泵浦光（通常为980nm的激光）注入掺铒光纤时，光纤中的铒离子会吸收泵浦光能量，实现能级跃迁。

随后，铒离子会自发辐射出光子，产生信号放大。

三、实验仪器与设备1. 掺铒光纤放大器实验装置2. 激光器3. 光功率计4. 光纤连接器5. 光纤测试仪6. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 将实验装置连接好，确保各部件正常工作。

2. 使用激光器产生泵浦光，将其输入掺铒光纤放大器。

3. 使用光纤连接器将信号源的光信号输入掺铒光纤放大器。

4. 使用光功率计测量泵浦光和信号光的功率。

5. 通过光纤测试仪测量掺铒光纤放大器的增益特性。

6. 改变泵浦光功率，观察并记录掺铒光纤放大器的增益特性。

7. 改变信号光功率，观察并记录掺铒光纤放大器的噪声特性。

8. 改变实验条件，研究掺铒光纤放大器的稳定性。

五、实验结果与分析1. 增益特性：实验结果显示，掺铒光纤放大器的增益随着泵浦光功率的增加而增加，且增益随信号光功率的增加而降低。

在最佳泵浦光功率下，掺铒光纤放大器的增益可达20dB以上。

2. 噪声特性：实验结果显示，掺铒光纤放大器的噪声系数较低，约为3dB。

随着信号光功率的增加，噪声系数逐渐降低。

3. 稳定性：实验结果显示，掺铒光纤放大器在改变实验条件时，增益、噪声系数等参数基本保持稳定，具有良好的稳定性。

六、实验结论1. 掺铒光纤放大器具有高增益、低噪声、宽带等优点，在光通信系统中具有广泛的应用前景。

2. 通过调整泵浦光功率和信号光功率，可以实现对掺铒光纤放大器增益和噪声特性的控制。

3. 掺铒光纤放大器具有良好的稳定性，适用于实际应用。

七、实验建议1. 在实验过程中，注意泵浦光功率的调整，避免过高的泵浦光功率导致器件损坏。

掺铒光纤放大器实验报告引言掺铒光纤放大器是一种能够放大光信号的器件，利用掺杂有铒离子的光纤来实现放大功能。

本报告旨在介绍掺铒光纤放大器的实验原理、实验步骤以及实验结果分析。

实验原理掺铒光纤放大器利用了铒离子的特殊性质，当铒离子被激发时，会发射出特定波长的光子。

这些光子可以与输入的光信号发生相互作用，使信号得到放大。

掺铒光纤放大器由激发源、光纤和光探测器组成。

实验步骤1. 准备工作首先，我们需要准备实验所需的材料和设备，包括掺铒光纤、光源、光探测器、光纤连接器等。

确保实验环境光线较暗，以避免干扰。

2. 搭建实验装置将光源和光探测器与掺铒光纤分别连接起来，注意保持光纤的连接质量，以免信号损失。

可以使用光纤连接器来简化连接过程。

3. 测量初始光功率在实验开始之前，需要测量输入光源的初始光功率，并记录下来。

这可以作为后续实验结果的参考。

4. 开始实验将输入光信号通过掺铒光纤放大器，并让光信号在光纤中传输一段距离。

可以使用光纤延长器来延长传输距离。

5. 测量输出光功率在光信号通过掺铒光纤放大器后，使用光探测器测量输出光功率，并记录下来。

比较输出光功率与初始光功率的差异，可以评估掺铒光纤放大器的放大效果。

6. 数据分析根据实验结果，我们可以对掺铒光纤放大器的性能进行评估和分析。

可以计算放大倍数、增益和信噪比等指标，以判断实验的成功与否。

实验结果和讨论根据我们的实验数据，我们观察到输出光功率明显高于输入光功率，这表明掺铒光纤放大器成功地将光信号进行了放大。

通过计算，我们得到了放大倍数为X，增益为Y。

此外，我们还注意到放大过程中的信噪比有所下降，这可能是由于光纤传输过程中的损耗导致的。

在实验过程中，我们还发现了一些潜在的问题。

例如，光纤连接质量的影响、光源的稳定性和光探测器的灵敏度等。

这些因素可能会对实验结果产生一定的影响，需要进一步研究和改进。

结论通过本次实验，我们成功地搭建了一个掺铒光纤放大器实验装置，并进行了实验数据的测量和分析。

1引言光纤通信中用光纤来传输光信号，它受到两方面的限制：损耗和色散。

由光纤损耗限制的光纤无中继传输距离为50~100km 。

在长距离光纤通信系统中，延长通信距离的方法是采用中继器，目前大量应用的是光-电-光中继。

但是，这样的光-电-光中继需要光接收机和光发射机来进行光-电和电-光转换，设备复杂，成本昂贵，维护运转不便。

近几年迅速发展起来的光放大器，尤其是掺铒光纤放大器EDFA (Erbium doped fiber amplifier)，成为光通信网络中必不可少的重要器件[1-3]。

在长途干线通信中，秦秋霞（郑州交通技师学院，河南郑州450016）摘要：阐述了掺铒光纤放大器EDFA 的基本原理，介绍了EDFA 性能参数测试的一般方法，对插入测量法进行了改进，使其更精确。

利用改进后的插入法对980nm 波长泵浦的EDFA 在1530～1560nm 间的增益和噪声系数进行了测量，绘制出了性能曲线。

关键词：掺铒光纤放大器；增益；噪声系数；测试方法中图分类号：TN253文献标识码：ATest of EDFA Performance ParametersQIN Qiu-xia(Zhengzhou College of Traffic Technicians,Zhengzhou 450016,China)Abstract:Basic theory of EDFA and the general testing method for EDFA 's performance parameter were introduced.The interpolation technique was improved to make it more precise.The gain and noise figure of EDFA pumped by 980nm wavelength were measured by using the new interpolation technique,when the incident light wavelength was from 1530nm to 1560nm.And the performance curve was drawn also.Keywords:EDFA(Erbium doped fiber amplifier)；gain;noise figure;test method掺铒光纤放大器性能参数测试文章编号：1007-1180(2009)05-0032-04它可使光信号直接在光域进行放大而无须转换成电信号进行信息处理，即用全光中继来代替光-电-光中继。

掺铒光纤的放大原理EDFA 的放大作用是通过1550nm 波段的信号光在掺铒光纤中传输与Er 3+离子相互作用产生的。

在光与物质相互作用时，光可以被看作由光子组成的粒子束，每个光子的能量为：Ｅ=hv其中： Ｅ为光子的能量， v 为光的频率，h 为普朗克常数。

掺铒光纤中的Er3+离子所处的能量状态是不能连续取值的，它只能处在一系列分立的能量状态上，这些能量状态称为能级。

当在掺铒光纤中传输的光子能量与Er 3+离子的某两个能级之间的能量差相等时，Er 3+离子就会与光子发生相互作用，产生受激辐射和受激吸收效应。

受激辐射是指Er 3+离子与光子相互作用从高能级跃迁到低能级，发射出一个与激发光子完全相同的光子（即光子的频率、相位、传播方向、偏振态相同）；受激辐射是指Er 3+离子与光子相互作用从低能级跃迁到高能级，并且吸收激发光子。

为了详细说明EDFA 的放大原理，下图给出了Er 3+离子与光放大作用有关的能级结构。

如铒离子能带图所示，与Er 3+离子产生光放大效应的能级有三个：激发态、亚稳态、基态。

激发态与基态之间的能量差与泵浦光子能量相同，亚稳态与基态之间的能量差与1550nm 的光子能量相同。

在掺铒光纤中注入足够强的泵浦光，就可以将大部分处于基态的Er 3+离子抽运到激发态上，处于激发态的Er 3+离子又迅速无辐射地转移到亚稳态上。

由于Er 3+离子在亚稳态上能级寿命较长，因此，很容易在亚稳态与基态之间形成粒子数反转，即处于亚稳态的Er 3+粒子数比处于基态的Er 3+粒子数多。

当信号光子通过掺铒光纤，与Er 3+离子相互作用发生受激辐射效应，产生大量与自身完全相同的光子，这时通过掺铒光纤传输的信号光子迅速增多，产生信号放大作用；只有少数处于基态的Er 3+离子对信号光子产生受激吸收效应，吸收光子。

Er 3+离子的亚稳态和基态具有一定的宽度，使EDFA 的放大效应具有一定波长范围，其典型值为1530~1570nm 。

实验十二掺铒光纤放大器实验实验目的：1. 理解掺铒光纤放大的原理；2. 学习Optisystem 软件的使用；3. 加深对光放大技术的认识。

实验仪器：1. Optisystem 软件实验原理：1. EDFA的概念EDFA采用掺铒离子单模光纤为增益介质，在泵浦光作用下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大。

信号光与波长较其为短的光波(泵浦光)同沿光纤传输，泵浦光的能量被光纤中的稀土元素离子吸收而使其跃迁至更高能级，并可通过能级间的受激发射转移为信号光的能量。

信号光沿光纤长度得到放大，泵浦光沿光纤长度不断衰减。

泵浦波长可以是520、650、800、980、1480nm,波长短于980nm的泵浦效率低，因而通常采用980和1480nm泵浦。

2. 掺铒光纤放大器的基本结构掺铒光纤：当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时，Er3+从低能级被激发到高能级上，由于在高能级上的寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较低能级上，并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。

半导体泵浦二极管：为信号放大提供足够的能量，使物质达到粒子数反转。

波分复用耦合器：将信号光和泵浦光合路进入掺铒光纤中。

光隔离器：使光传输具有单向性，放大器不受发射光影响，保证稳定工作。

EDFA 的三种泵浦方式进行比较:同向泵浦(前向泵浦)型：好的噪声性能 反向泵浦(后向泵浦)型：输出信号功率高双向泵浦型：输出信号功率比单泵浦源高3dB ，且放大特性与信号传输方向无关实验内容：增益G 是描述光放大器对信号放大能力的参数。

定义为：G 与光放大器的泵浦功率、掺杂光纤的参数和输入光信号有很复杂的关系。

用Optisystem 软件完成如下测量。

1. 增益对输入光功率的依存关系2. 增益G 与输入光波长的关系3. 小信号增益随泵浦功率的关系4. 小信号增益随EDF 长度的关系实验报告要求：根据实验内容，完成器件选择与数据测量，绘图并对实验现象进行分析。

附：。